JP2006024878A - 多数個取り配線基板およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】製品単位となる配線基板の基板本体kを平面方向に沿って複数個併有する絶縁層からなるベース基板2と、ベース基板2の側面6において厚み方向に沿って形成された複数の外部接続用端子と、基板本体kごとに内蔵され且つ互いに独立回路として形成された第1配線層24および第2配線層26と、を含み、上記複数の外部接続用端子は、第1配線層24のみに導通可能とされる第1外部接続用端子10aと、第2配線層26のみに導通可能とされる第2外部接続用端子10bと、を備えている、多数個取り配線基板1。
【選択図】 図4
Description
一方、以上のような配線基板を生産性良く得るために、多数個取りの配線基板において、個々の配線基板における内部配線の電気的チェックが効率良く行えるようにした多数個取り配線基板も提案されている(例えば、特許文献1参照)。
しかも、配線基板の小型化および内部配線のファインピッチ化の要請により、上記マスキングのためのスペースが取りにくくなっていると共に、前記のように多数個取り配線基板の状態で、個々の配線基板の電気的特性の試験を精度および効率良く行うことが求められている。しかしながら、かかる要請に対応した技術は、これまで提案されていなかった。
即ち、本発明の多数個取り配線基板(請求項1)は、製品単位となる配線基板の基板本体を平面方向に沿って複数個併有する絶縁層からなるベース基板と、かかるベース基板の側面において厚み方向に沿って形成された複数の外部接続用端子と、上記基板本体ごとに内蔵され且つ互いに独立回路として形成された少なくとも第1配線層および第2配線層と、を含み、上記複数の外部接続用端子は、上記第1配線層のみに導通可能とされる第1外部接続用端子と、上記第2配線層のみに導通可能とされる第2外部接続用端子とを備えている、ことを特徴とする。
これによれば、前記第1外部接続用端子と第1配線層との間、および第2外部接続用端子と第2配線層との間を、それぞれ専用の上記第1タイバーを介して、互いに導通させることができる。しかも、個々の基板本体を区画する切断予定線に沿ってベース基板をカッタなどにより分割した際、各切断予定線と交差する第1タイバーは、それらの中間で切断され且つ各基板本体の側面に当該第1タイバーの切断面のみを露出するに留められる。
尚、第1タイバーは、前記ベース基板の厚み方向における第1配線層や第2配線層が内蔵されている位置と同じレベルとしても良い。また、互いに隣接する基板本体同士の間では、第1配線層および第2配線層が互いに平行で且つ直に切断予定線と交差するか、かかる切断予定線付近に形成した専用の第2タイバーを介して、第1配線層同士の間および第2配線層同士の間を接続するようにしても良い。
これによれば、第1表面電極および第2表面電極ごとに異なる金属メッキ層を任意の厚みで被覆したり、同じ金属メッキで且つ厚みが同じか相違するメッキ層が被覆されているので、種々の電子部品を同時に実装ないし接続できる。従って、高性能化および多機能化に容易に対応し得る配線基板を効率良く提供することが可能となる。
尚、上記Niメッキ層は、Auメッキ層の下地であり、メタライズの表面に一層または二層以上でメッキされると共に、各Niメッキ層ごとに、あるいは表層側のNiメッキ層のみに対し、メッキ後に500〜900℃(例えば600℃)で約0.5〜2時間程度加熱する熱処理が施されている。また、二層のNiメッキ層の間には、両者間の隙間を埋める低融点合金のロウ材を充填しても良い。更に、Niメッキ層を形成するNiは、純Niのほか、耐食性(耐薬品性)の高いNi−5〜10wt%Co合金を適用しても良い。
上記のように、Auメッキ層の表面にAgメッキ層を被覆することにすると、第1表面電極および第2表面電極の双方のNiメッキ層の表面にAuメッキ層を同時に被覆した後、何れか一方のAuメッキ層の表面にのみAgメッキ層を被覆することができるため、後述する製造方法の各メッキ工程の管理が容易となる。
また、Niメッキ層の表面にAuメッキ層およびAgメッキ層の順序で被覆するため、逆の順序のAgメッキ層およびAuメッキ層の場合に、Auよりもイオン化傾向が高いAgが、電解Auメッキ中に不通電側の表面電極からメッキ液中に溶出し、不導通側の表面電極のAgメッキ層上にAuメッキが置換析出することを防ぐことができる。あるいは、Auメッキの置換析出に至らなくても、Agメッキ層の表面を変色させ、光の反射特性を低下させる事態を防ぐこともできる。
更に、Auメッキ層およびAgメッキ層の順序でメッキする際、予めNiメッキ層が前記熱処理を施されていると、電解Agメッキ中に不通電側の表面電極からNiイオンを電解Agメッキ液中に溶出する事態を防止できるため、Auメッキ層表面の変色を確実に予防することができる。
上記ベース基板の側面において、当該ベース基板の厚み方向に沿って複数の外部接続用端子を形成する工程と、
上記複数の外部接続用端子のうち、第1外部接続用端子と第1配線層とを専用の第1タイバーを介して導通する工程と、
上記複数の外部接続用端子のうち、第2外部接続用端子と第2配線層とを別の専用の第2タイバーを介して導通する工程と、を含む、ことを特徴とする。
付言すれば、前記各工程のほかに、前記ベース基板における各基板本体ごとに内蔵して形成された第1配線層および第2配線層と、隣接する基板本体に形成された第1配線層および第2配線層との間を、専用の第3タイバーを介して互いに接続する工程を、更に含む多数個取り配線基板の製造方法としても良い。
尚、前記絶縁性シートは、セラミックを主成分とするグリーンシート、あるいはは樹脂製フィルムまたは樹脂の塗布層である。
これによれば、第1表面電極および第2表面電極ごとに異なる金属メッキ層を任意の厚みで被覆したり、同じ金属メッキ膜で且つ厚みが同じか相違する金属メッキ層を被覆することが確実に行える。尚、第1メッキ工程および第2メッキ工程も、両者を区別するための相対的な呼称である。
これによる場合、第1表面電極および第2表面電極ごとに異なる金属メッキ層を任意の厚みで被覆したり、同じ金属メッキ膜で且つ厚みが同じか相違する金属メッキ層を被覆することが自在に行うことが可能となる。
例えば、第1表面電極および第2表面電極の双方に電解Auメッキ(第1メッキ工程)を同時に施してAuメッキ層を被覆した後、例えば第2表面電極のみを通電状態とし、係る第2表面電極に被覆されたAuメッキ層の表面にのみ電解Agメッキ(第2メッキ工程)を施して、Agメッキ層を被覆することもできる。
図1は、本発明における一形態の多数個取り配線基板1を示す平面図、図2は、図1中のX−X線の矢視に沿った概略断面図、図3は、多数個取り配線基板1に含まれ且つ追って製品単位の配線基板となる基板本体kを示す斜視図である。
多数個取り配線基板1は、図1,2に示すように、全体が板形状で且つほぼ直方体のベース基板2と、かかるベース基板2の表面3と裏面4との周辺である側面のうち長辺である一対の側面6,6において、当該ベース基板2の厚み方向に沿って形成された第1外部接続用端子10aおよび第2外部接続用端子10bと、を備えている。
前記ベース基板2は、例えばアルミナを主成分とする複数のセラミック層(絶縁層)の積層体からなり、図1に示すように、短辺の側面5,5と長辺の側面6,6とに沿って、縦:4個×横:6個の追って配線基板となる合計24個の基板本体kを併有している。
また、前記ベース基板2における長辺の各側面6には、平面視で半円形を呈する凹部9が一対ずつ形成され、かかる凹部9の内壁に沿って断面半円形で且つW(タングステン)やMo(モリブデン)やCuなどからなる第1・第2外部接続用端子10a,10bが形成されている。
基板本体kは、図3に示すように、全体がほぼ直方体を呈し且つ表面13および裏面14を有する本体12と、かかる本体12の表面13の中央に開口したほぼ長方形のキャビティ15と、を備えている。かかるキャビティ15の底面中央には、平面視が長方形で且つ表面にAuメッキ層が被覆された第1表面電極16が位置すると共に、当該キャビティ15の四つの側面には、上広がりに傾斜し且つ表面にAgメッキ層が被覆された第2表面電極20が位置している。
図4,5に示すように、第1外部接続用端子10aは、第1タイバーb1を介して右端の基板本体kの第1配線層24と接続され、かかる第1配線層24は、第3タイバーb3を介して左側に隣接する基板本体kの第1配線層24と接続されている。図6に示すように、左端の基板本体kの第1配線層24には、右側に隣接する基板本体kの第1配線層24と接続された第3タイバーb3が接続している。各基板本体kの第1配線層24は、ビア導体25を介して、キャビティ15の底面に位置する第1表面電極16にそれぞれ接続されている。
尚、第1・第2配線層24,26およびビア導体25,27は、例えばW、Mo、またはCuなどの焼結体からなる。
また、前記図1で示したように、第1外部接続端子10aおよび第2外部接続用端子10bからは、ベース基板2の側面6付近から各基板本体kに向かって、複数本の第1タイバーb1または第2タイバーb2が延びている。
また、第2表面電極20は、基板本体kごとのキャビティ15の四側面および底面間にまたがる断面ほぼL字形で且つWまたはMoからなるメタライズ21と、その内側に断面が直角三角形もしくはフィレット形状にして位置するAg−Cu系合金のロウ材22と、その外側にほぼ45度に傾斜して被覆されたAgメッキ層23と、を備えている。
かかるAgメッキ層23は、約5μmの厚みであり、ベース基板2の表面(基板本体kの表面13)に実装される図示しない光発光素子(例えば、発光ダイオード:LED)から発光された光を反射するために用いられる。
予め、アルミナを主成分する複数のグリーンシート(絶縁性シート)を積層し、かかる複数のグリーンシート間にWまたはMo粉末を主成分とする導電性ペーストを所定のパターンで配置することにより、製品単位となる複数の基板本体kごとに第1配線層24および第2配線層26を互いに独立して形成した平面視がほぼ長方形のベース基板2を形成する。かかるベース基板2における基板本体kごとの表面3の中央には、平面視がほぼ長方形のキャビティ15が形成されている。
かかるベース基板2において、図7〜9に示すように、隣接する基板本体k同士の第1配線層24,24間、または第2配線層26,26間は、上記同様の導電性ペーストからなる専用の第3タイバーb3を介して接続される。尚、かかる第3タイバーb3を省略し、第1配線層22および第2配線層24を、隣接する基板本体k,k間にまたがり連続して配線しても良い。
また、図7に示すように、上記ベース基板2において、基板本体kごとに形成された第1配線層24は、その上方に位置するグリーンシートを貫通するビア導体25を介して、キャビティ15の底面中央に印刷により形成されたWなどからなるメタライズ17と接続される。
更に、基板本体kごとに形成された第2配線層26は、図7に示すように、その上方に位置するグリーンシートを貫通するビア導体27を介して、キャビティ15の各側面と底面とにまたがって印刷により形成された断面ほぼL字形のメタライズ21の底面に接続される。
更に、これらの凹部9の内壁面に、例えばPdなどを含むメッキ触媒を塗布した後、無電解Niメッキおよび電解Niメッキを施すことにより、図8,9に示すように、断面ほぼ半円形の第1・第2外部接続用端子10a,10bを、ベース基板2における対向する一対の側面6,6ごとに個別に形成する。
尚、第1・第2外部接続用端子10a,10bは、各凹部9に対して前記配線層24,26と同様の導電性ペーストをスクリーン印刷することで、形成しても良い。
また、第2外部接続用端子10bは、図8,9に示すように、第2タイバーb2、第2配線層26、ビア導体27、第3タイバーb3を介して、全ての基板本体kのメタライズ21に導通可能とされる。
尚、上記メタライズ21の内側には、図8,9に示すように、Ag−Cu系合金からなるロウ材22が断面直角三角形もしくはフィレット形状にして充填される。
かかる状態で、上記ベース基板2は、所定の温度域に加熱されて焼成される。
更に、第1外部接続用端子10aに図示しないAuメッキ用の電極ロッドを接触させた状態で、当該ベース基板2を電解メッキ液に浸漬し、第1タイバーb1、第1配線層24、ビア導体25、専用の第3タイバーb3を介して、全ての基板本体kのメタライズ17に通電し、かかるメタライズ17の表面に電解Auメッキ(電解金属メッキ)を施す(第1メッキ工程)。
その結果、図8,9に示すように、上記メタライズ17の表面に厚み約1.5μmのAuメッキ層18が被覆されて、第1表面電極16が形成される。かかる第1メッキ工程の後で、電解メッキ液からベース基板2を取り出し、上記Auメッキ用の電極ロッドを、第1外部接続用端子10aから引き離す。
その結果、図10,11に示すように、メタライズ21およびロウ材22の表面に厚み約5μmのAgメッキ層23が斜めに被覆されて、第2表面電極20が形成される。かかる第2メッキ工程の後で、電解メッキ液からベース基板2を取り出し、上記電解Agメッキ用の電極ロッドを、第2外部接続用端子10bから引き離す。
図12は、上記電解Niメッキを施した場合における第1表面電極16付近の拡大図を示す。図示のように、第1表面電極16は、Wなどからなるメタライズ17の表面に電解Niメッキによる二層のNiメッキ層33,34が被覆され、表層側のNiメッキ層34の表面に前記Auメッキ層18が被覆されている。Niメッキ層33,34の少なくとも一方は、約600℃×約0.5〜2時間の熱処理を施される。
尚、Niメッキ層35,36の少なくとも一方には、上記熱処理が施されている。Niメッキ層33,35およびNiメッキ層34,36は、それぞれ同じ電解Niメッキ工程で同時に形成される。
そして、上記多数個取り配線基板1を切り込み溝7,8に沿って切断し分割することにより、製品単位である配線基板の基板本体kを複数個同時に且つ効率良く得ることができる。
以上の製造方法により得られる多数の基板本体kの側面には、第1タイバーb1〜第3タイバーb3の少なくとも1つの切断面が露出するが、これは極く少面積のため、腐食などのおそれは皆無である。
これにより、図14に示すように、Auメッキ層18が表面に被覆された第1表面電極16と、Auメッキ層28が表面に被覆された第2表面電極20とを、複数の基板本体kごとに有する多数個取り配線基板を得ることができる。
その結果、図14に示すように、Agメッキ層23が更に被覆された第2表面電極20′を形成することができる。
あるいは、前記電解Auメッキの後で、例えば第2外部接続用端子10bから電極ロッドを引き離し、第1外部接続用端子10aにのみ電極ロッドを接触させた状態として、前記同様に電解Auメッキを施しても良い。これにより、表面のAuメッキ層18を更に厚く被覆した第1表面電極16を複数の基板本体kごとに有する多数個取り配線基板を得ることもできる。
尚、上記電解Agメッキの後で、例えば第2外部接続用端子10bからAgメッキ用の電極ロッドを引き離し、第1外部接続用端子10aにのみAuメッキ用の電極ロッドを接触させて、前記同様に電解Auメッキを施しても良い。これによれば、表面にAuメッキ層18およびAgメッキ層を有する第1表面電極16を複数の基板本体kごとに有する多数個取り配線基板が得られる。
多数個取り配線基板1aは、前記同様のベース基板2と、その短辺および長辺の側面5,6に交互に配置された複数の第1・第2外部接続用端子10a,10bと、複数個(本実施形態では16個)の基板本体kとを備えている。
図16に示すように、第1・第2外部接続用端子10a,10bは、側面6に交互で、且つ対向する一対の側面6に対称に形成され、それらの間に4個の基板本体kが位置している。また、第1・第2外部接続用端子10a,10bは、一対の短辺の側面5にも形成されている。
尚、図17中の左側に示すように、切断予定線7,8を挟んで隣接する基板本体k,kの第1配線層24と第2配線層26とは、前記第3タイバーb3を介することなく、それぞれが連続して形成されている。
これらの他に、個々の基板本体kは、図17に示すように、第1外部接続用端子10a、第1配線層24、およびビア導体29を介して、当該基板本体kの表面13(ベース基板2の表面3)で且つキャビティ15の周囲に、平面視が四角枠形状である第1外部電極30を形成している。
かかる第1外部電極30は、第1外部接続用端子10a、第1配線層24、およびビア導体29を介して、表面3の予め印刷で形成されたWからなるメタライズ31に、Auメッキ電流を通電することで、図17に示すように、かかるメタライズ31の表面にAuメッキ層32を被覆したものである。
図18は、図17中における第1表面電極30付近の拡大図を示す。図示のように、第1表面電極30も、Wなどからなるメタライズ31の表面にNiメッキ層33,34が前記同様に被覆され、表層側のNiメッキ層34の表面にAuメッキ層32が前記同様に被覆されている。
以上のような多数個取り配線基板1aは、前記多数個取り配線基板1と同様の製造方法により得ることができる。これにより、第1外部電極16,30、第2外部電極20、および第1・第2配線層24,26を有する多数の基板本体kを効率良く確実に提供することができる。
前記ベース基板は、前記アルミナなどのセラミックからなる絶縁層に限らず、樹脂または金属製のコア基板の表面および裏面の少なくとも一方にエポキシ系などの樹脂層を複数積層し、これらの間に第1・第2配線層などを互いに独立回路として形成したものとしても良い。
また、本発明の多数個取り配線基板の側面に第3外部接続用端子を更に形成し、かかる多数個取り配線基板に含まれる複数の基板本体には、上記第3外部接続用端子とのみ導通可能な第3配線層を更に形成すると共に、各基板本体の表面または裏面に上記第3配線層とのみ導通可能な第3表面電極を形成しても良い。かかる第3表面電極の表面には、第1・第2表面電極の何れかと同じ金属メッキ層または異なる金属メッキ層が任意の厚さで被覆される。
また、多数個取り配線基板に含まれる複数の基板本体は、その表面が平坦で前記キャビティ15のない形態とし、かかる平坦な表面に第1〜第3表面電極の2つ以上を配設した形態とすることもできる。
加えて、外部接続用端子は、前記ベース基板の側面において、断面がチャンネル形または台形の凹部の内壁面に倣った断面形状としも良く、且つ前記断面ほぼ半円形の形態を含め、当該ベース基板の側面における厚さ方向の中間で閉じた形態としても良い。
2…………………ベース基板
3,13…………表面
4,14…………裏面
5,6……………側面
10a……………第1外部接続用端子
10b……………第2外部接続用端子
16,30………第1表面電極
18,28,32…Auメッキ層
20,20′……第2表面電極
23………………Agメッキ層
24………………第1配線層
26………………第2配線層
33〜36………Niメッキ層
k…………………基板本体
b1………………第1タイバー
b2………………第2タイバー
Claims (7)
- 製品単位となる配線基板の基板本体を平面方向に沿って複数個併有する絶縁層からなるベース基板と、
上記ベース基板の側面において厚み方向に沿って形成された複数の外部接続用端子と、
上記基板本体ごとに内蔵され且つ互いに独立回路として形成された少なくとも第1配線層および第2配線層と、を含み、
上記複数の外部接続用端子は、上記第1配線層のみに導通可能とされる第1外部接続用端子と、上記第2配線層のみに導通可能とされる第2外部接続用端子とを備えている、
ことを特徴とする多数個取り配線基板。 - 前記基板本体ごとに内蔵して形成された第1配線層および第2配線層と、隣接する基板本体に形成された第1配線層および第2配線層との間は、それぞれ互いに接続されると共に、
上記第1配線層および第2配線層は、前記第1外部接続用端子および第2外部接続用端子との間においても第1タイバーを介して、それぞれ互いに接続されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の多数個取り配線基板。 - 前記基板本体ごとに内蔵して形成された第1配線層および第2配線層は、当該基板本体の表面および裏面の少なくとも一方に形成された表面電極と個別に接続され、
上記第1配線層に接続される第1表面電極と第2配線層に接続される第2表面電極とは、互いに同じか、もしくは異なる金属のメッキ層が被覆されている、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の多数個取り配線基板。 - 前記第1表面電極および第2表面電極の少なくとも一方は、WまたはMoからなるメタライズと、その表面に被覆した少なくとも一層のNiメッキ層と、係るNiメッキ層の表面に被覆した前記金属であるAuメッキ層と、を含む、
ことを特徴とする請求項3に記載の多数個取り配線基板。 - 前記第1表面電極および第2表面電極の少なくとも一方は、前記金属であるAuメッキ層の表面に前記金属であるAgメッキ層を更に被覆している、
ことを特徴とする請求項4に記載の多数個取り配線基板。 - 複数の絶縁性シートを積層し且つかかる絶縁性シート間に少なくとも第1配線層および第2配線層を配置することにより、製品単位となる配線基板の基板本体を平面方向に沿って複数個併有し且つ各基板本体ごとに上記第1配線層および第2配線層を互いに独立して内蔵するベース基板を形成する工程と、
上記ベース基板の側面において、当該ベース基板の厚み方向に沿って複数の外部接続用端子を形成する工程と、
上記複数の外部接続用端子のうち、第1外部接続用端子と第1配線層とを専用の第1タイバーを介して導通する工程と、
上記複数の外部接続用端子のうち、第2外部接続用端子と第2配線層とを別の専用の第2タイバーを介して導通する工程と、を含む、
ことを特徴とする多数個取り配線基板の製造方法。 - 前記各工程の後に、
前記第1外部接続用端子、第1タイバー、および第1配線層を介して、第1配線層と接続された第1表面電極に電解金属メッキを施す第1メッキ工程と、
前記第2外部接続用端子、第2タイバー、および第2配線層を介して、第2配線層と接続された第2表面電極に電解金属メッキを施す第2メッキ工程と、
を有する、
ことを特徴とする請求項6に記載の多数個取り配線基板の製造方法。
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